Eine robuste Methode zur Erkennung kleiner Veränderungen in der Umgebung der Substantia nigra bei Parkinson-Patienten
24. Februar 2021
Krzysztof Dzieciol, Elene Iordanishvili, Zaheer Abbas, Adjmal Nahimi, Michael Winterdahl, N. Jon Shah
Die Parkinson-Krankheit ist eine fortschreitende neurodegenerative Störung, die mit unwillkürlichem Zittern, Steifheit der Muskeln und langsamen Bewegungen einhergeht. Parkinson wird durch einen Verlust von Nervenzellen in einem Teil des Gehirns, der Substantia nigra verursacht. Dies führt zu einer Verringerung von Dopamin im Gehirn.
Um mehr über die Parkinson zu verstehen, sind daher weitere detaillierte Untersuchungen in Bezug auf die Substantia nigra erforderlich. Bisherige MR-Studien haben versucht dies mit Hilfe von quantitativen MR-Parametern zu erreichen, die auf dem abgegrenzten Bild einer der verwendeten Sequenzen basieren.
Dieser Ansatz bringt jedoch eine Quelle der Verzerrung mit sich, da jede Sequenz für unterschiedliche biologische Veränderungen im Gewebe empfindlich ist und daher die Form und Größe der pathologischen Region unterschiedlich sein kann.
Um dieses Problem zu bekämpfen, haben Wissenschaftler des INM-4 eine neue Methode vorgeschlagen, um Veränderungen in quantitativen MRT-Parametern in der Umgebung der Substantia nigra zu untersuchen und aufzudecken, ohne dass eine a priori Abgrenzung erforderlich ist.
Der Ansatz verwendet eine alternative Methode der statistischen, voxelbasierten Analyse von quantitativen Karten und wurde an 18 Patienten und 15 gesunden Kontrollen unter Verwendung eines gut etablierten, quantitativen free water mapping Protokolls getestet.
Die Ergebnisse zeigen, dass es durch die Anwendung der gemeinsamen Metrik - die drei quantitativen Parameter (T1, T2*, freier Wassergehalt) umfasst - möglich war, die Topologie und den Ort der pathologischen Veränderungen in der Substantia nigra und ihrer Umgebung aufzudecken. Außerdem wurde bei den Parkinson-Patienten im Vergleich zu den gesunden Kontrollen eine Abnahme des freien Wassergehalts, von T1 und T2* in der Umgebung der Substantia nigra festgestellt. Diese Befunde spiegeln eine Störung der grauen Substanz und eine Eisenakkumulation wider, von der bekannt ist, dass sie zur Neurodegeneration führt.
Die vorgeschlagene Methode zeigt eine erhöhte Sensitivität für die Erkennung von pathologischen Veränderungen - selbst in kleinen Regionen wie der Substantia nigra - und wird hoffentlich in Zukunft die Krankheitsüberwachung mittels quantitativer MR-Parameter erleichtern.
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